(57)【要約】【課題】半導体チップ裏面のアンダーフィル材の流動方向（流圧）を制御することにより、半導体チップが薄型化した場合でも対応可能にする。【解決手段】半導体チップ１１の上面上に単一の平面を保った薄膜のシート１８を接着させる。このシート１８は、ポリエステル系などを主材料としたベースの片面にアクリル系などの接着剤を表面に付着させたものであって、この接着剤により半導体チップ１１の上面に強固に付着される。この状態で、このシート１８とキャリア１３との隙間からエポキシ系樹脂からなるペースト状のアンダーフィル材１６を注入し、半導体チップ１１とキャリア１３の間、および半導体チップ１１の側面にフィレット状にアンダーフィル材１６を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体チップを、キャリア上に電極同士が電気的に互いに接続した状態で搭載する半導体装置の製造方法であって、
前記半導体チップに前記キャリアを載置して、互いの電極を電気的に接続する工程と、
前記半導体チップの上面にシートを接着させる工程と、
前記シートと前記キャリアとの間から、前記キャリアと前記半導体チップとの間に樹脂を注入する工程と、
前記キャリアを前記半導体チップの搭載単位で個別に形成する工程と、
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記半導体チップの上面に接着させるシートが、上方へ湾曲する曲面部を備えていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記半導体チップの上面に接着させるシートの材質を、金属としたことを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
上面に電極を有するキャリアと、上面に電極を有し前記電極が前記キャリアの電極と電気的に接続させた状態で搭載された半導体チップと、前記キャリアと前記半導体チップの間に充填された封止樹脂を備え、前記封止樹脂が前記半導体チップの外周部の一部を覆っている構成の半導体装置であって、前記半導体チップの外周部を覆っている前記封止樹脂の上面を前記半導体チップの上面と同一面にしたことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
前記半導体チップの外周部を覆う前記封止樹脂の上面が滑面であることを特徴とする請求項４記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャリアの配線形成面上にフェイスダウン方式で半導体チップを接続し、樹脂封止した半導体装置の製造方法、および製造された半導体装置の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型・薄型化の要望は、さらに強くなる傾向が続いている。これによりベアチップ実装，チップサイズパッケージ、さらには実装面積の省スペース化のためのチップ積層化パッケージなどが提案されているが、チップ自体の薄型化も同様に提案、開発されている。
【０００３】
以下、従来の半導体装置について、図面を参照しながら説明する。
【０００４】
図５（ａ）〜（ｇ）は従来の半導体装置の製造方法の工程を示す断面図であり、図６（ａ），（ｂ）は図５（ａ）〜（ｇ）の製造方法により製造された半導体装置であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【０００５】
図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、半導体チップ１の電極に形成されたバンプ２と、セラミックからなるキャリア３上に形成された配線４とが導電性接着剤５を介して電気的に接続され、図５（ｄ）に示すように、半導体チップ１とキャリア３間と、半導体チップ１の側面とを、注入用ノズル２０により注入されたアンダーフィル材６により封止している（特許文献１参照）。
【０００６】
また、薄型化された半導体チップ１の場合には、アンダーフィル材６の一部が半導体チップ１の裏面を一部覆う状態となっている。
【０００７】
さらに、キャリア３に複数の半導体チップ１が搭載される場合は、図５（ｅ）〜（ｇ）に示すように、各々がダイシング装置１７により個片化される。
【特許文献１】特開２００１−１６８１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の製造方法において、半導体チップの厚さが薄型化すると、アンダーフィル材が半導体チップとキャリア間に充填する流圧よりも、半導体チップの裏面（上面）にせり上がる流圧が大きくなり、十分にアンダーフィル材が半導体チップとキャリア間に充填されなくなり、パッケージの信頼性を損なうこととなる。さらに、半導体チップを積層化させるには、図５（ｇ），図６（ｂ）に示すように、半導体チップ１の上面にアンダーフィル材６が残ることは好ましくない。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、半導体チップ裏面のアンダーフィル材の流動方向（流圧）を制御することにより、半導体チップが薄型化した場合でも対応できる半導体装置の製造方法、および半導体装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の半導体装置の製造方法は、複数の半導体チップを、キャリア上に電極同士が電気的に互いに接続した状態で搭載する半導体装置の製造方法であって、前記半導体チップに前記キャリアを載置して、互いの電極を電気的に接続する工程と、前記半導体チップの上面にシートを接着させる工程と、前記シートと前記キャリアとの間から、前記キャリアと前記半導体チップとの間に樹脂を注入する工程と、前記キャリアを前記半導体チップの搭載単位で個別に形成する工程とからなる。
【００１１】
このように、半導体チップ裏面にアンダーフィル材の流圧を制御するシートを接着させることにより、キャリアに搭載する半導体チップが薄型化されてもアンダーフィル材が半導体チップの上面に流れようとする流圧が抑制され、アンダーフィル材がキャリアと半導体チップ間に充填しようとする流圧を高められるため、アンダーフィル材を正確にキャリアと半導体チップ間にのみ充填することが可能となる。
【００１２】
また、前記半導体チップの上面に接着させるシートが、上方へ湾曲する曲面部を備えていることにより、薄膜化された半導体チップに対しても、アンダーフィル材を注入させるスペースを確保することができる。
【００１３】
さらに、前記半導体チップの上面に接着させるシートの材質を、金属としたことにより、アンダーフィル材の流圧制御を、さらに安定して確保，維持することができる。
【００１４】
また、本発明の半導体製造方法により得られる半導体装置は、上面に電極を有するキャリアと、上面に電極を有し前記電極が前記キャリアの電極と電気的に接続させた状態で搭載された半導体チップと、前記キャリアと前記半導体チップの間に充填された封止樹脂を備え、前記封止樹脂が前記半導体チップの外周部の一部を覆っている構成の半導体装置であって、前記半導体チップの外周部を覆っている前記封止樹脂の上面を前記半導体チップの上面と同一面にしたものであり、さらに、前記半導体チップの外周部を覆う前記封止樹脂の上面を滑面であることから、切削傷などない平滑な平面にすることができ、しかも、平坦な状態が保たれているため、半導体チップの裏面に別の半導体チップをさらに積層化させることも容易に行える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、半導体チップの上面に、アンダーフィル材の流圧制御を目的としたシートまたは金属板を接着することにより、接着後にはアンダーフィル材を正確にキャリアと半導体チップ間に注入することができ、従来、半導体チップの上面にアンダーフィル材が流れることによって生じていたアンダーフィル充填不足による信頼性低下を回避することができ、さらには、複数の半導体チップを積層化させることも容易に実現できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る半導体装置の製造方法、およびその半導体装置の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１（ａ）〜（ｇ）は、本発明に係る半導体装置の製造方法の実施形態１における工程を示す断面図であり、図２（ａ），（ｂ）は図１に示した製造方法によって得られた半導体装置であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【００１８】
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、ガラスエポキシ樹脂またはセラミックからなる多層配線基板であるキャリア１３の表層には配線１４が形成されており、この配線１４と、半導体チップ１１の上面の電極上に形成されたＡｕまたは半田からなるバンプ１２とをＡｇペースト１５を介して電気的に接続する。
【００１９】
次に、図１（ｄ）に示すように、半導体チップ１１の上面（バンプ面に対しては裏面）上に単一の平面を保った薄膜のシート１８を接着させる。このシート１８は、ポリエステル系などを主材料としたベースの片面にアクリル系などの接着剤を表面に付着させたものであって、この接着剤により半導体チップ１１の裏面に強固に付着される。この状態で、このシート１８とキャリア１３との隙間からエポキシ系樹脂からなるペースト状のアンダーフィル材１６を注入し、半導体チップ１１とキャリア１３の間、および半導体チップ１１の側面にフィレット状にアンダーフィル材１６を形成させる。その後、加熱によりアンダーフィル材１６を硬化させる。
【００２０】
前記アンダーフィル材の注入時には、アンダーフィル材１６を注入する容器の先端に注入用ノズル２０があるが、このノズル２０の内径はキャリア１３とシート１８の隙間より細いことが大前提である。ノズル２０は、細いもので外径約０．２ｍｍ程度、内径約０．０８ｍｍ程度のものが出ており、１００ミクロン厚程度の薄型半導体チップにも対応できる。
【００２１】
また、このとき、半導体チップ１１の裏面に接着させたシート１８は、金属板を使用してもよい。なぜなら、アンダーフィル材１６の粘度が高い場合には、充填時のアンダーフィル材１６の流圧が高くなりシート１８の平坦面を変形させてしまうおそれがあるためである。
【００２２】
次に、同様の方法で複数の半導体チップ１１を必要数だけキャリア１３に搭載させ、さらに、図１（ｅ），（ｆ）に示すように、各半導体チップ１１別に個片化させるため、ダイシング装置１７によりキャリア１３を切断する。
【００２３】
最後に、図１（ｇ）に示すように、半導体チップ１１の裏面に接着されていたシート１８を除去する。ただし、外観上，工法上、およびチップ性能上、問題ない場合にはシート１８を除去する必要はない。
【００２４】
このように、実施形態１の半導体装置の製造方法は、キャリア１３上に搭載した半導体チップ１１の裏面にアンダーフィル材１６の流圧制御を可能にするシート１８を接着させることにより、半導体チップが薄型化しても、従来の製造方法を変えることなく、同等の半導体装置の形状を得ることができる。
【００２５】
次に、図１（ａ）〜（ｇ）の半導体装置の製造方法にて製造された半導体装置の実施形態１について図２（ａ），（ｂ）を参照して説明する。なお、図１（ａ）〜（ｇ）の半導体装置の製造方法にて説明したと同一の構成要件には同一の符号を用い、共通の内容については省略する。
【００２６】
図２（ａ）に示すように、上面に配線１４が形成されたキャリア１３と、上面にキャリア１３の配線１４と対向する位置にＡｕまたは半田からなるバンプ１２を形成した半導体チップ１１とが、Ａｇペースト１５を介して電気的に接続され、キャリア１３と半導体チップ１１との間にはエポキシ系樹脂からなるアンダーフィル材１６が充填され、半導体チップ１１の側面にフィレットを形成している。
【００２７】
また、図２（ｂ）に示すように、半導体チップ１１の側面にフィレット形状を形成したアンダーフィル材１６は、特に半導体チップ１１の側面全部を覆っている部分において、そのアンダーフィル材１６の上面が、半導体チップ１１の裏面と同一面（同一の高さ）を形成しており、かつ、そのアンダーフィル材１６上面の表面状態は、研削傷などがない非常に滑らかな平面となっていることが特徴である。
【００２８】
図３（ａ）〜（ｇ）は、本発明に係る半導体装置の製造方法の実施形態２における工程を示す断面図であり、図４（ａ），（ｂ）は図３に示した製造方法によって得られた半導体装置であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【００２９】
図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、ガラスエポキシ樹脂またはセラミックからなる多層配線基板であるキャリア１３の表層には配線１４が形成されており、この配線１４と、半導体チップ１１の上面の電極上に形成されたＡｕまたは半田からなるバンプ１２とをＡｇペースト１５を介して電気的に接続する。
【００３０】
次に、図３（ｄ）に示すように、半導体チップ１１の裏面上に、単一の平面を保ったシート１９を接着させる。このシート１８は、ポリエステル系などを主材料としたベースの片面にアクリル系などの接着剤を表面に付着させたものであって、この接着剤により半導体チップ１１裏面に強固に付着される。
【００３１】
前記シート１９の一部には、上方に湾曲する曲面部（Ｒ面）１９ａを形成する。なお、シート１９にＲ面１９ａを形成させるタイミングは、半導体チップ１１への接着前、後のいずれでもよい。ただし、シート１９にＲ面１９ａを形成させる開始位置は、半導体チップ１１との接触端面からシート１９端部に向けての一部、約十数ミクロン程度の平面を確保し、それ以外の残りシート１９端部にかけてＲ面１９ａを形成させる。
【００３２】
次に、このシート１９とキャリア１３との隙間からエポキシ系樹脂からなるペースト状のアンダーフィル材１６を注入し、半導体チップ１１とキャリア１３の間、および半導体チップ１１の側面にフィレット状にアンダーフィル材１６を形成させる。その後、加熱によりアンダーフィル材１６を硬化させる。
【００３３】
前記アンダーフィル材の注入時には、アンダーフィル材１６を注入する容器の先端に注入用ノズル２０があるが、このノズル２０の径はキャリア１３とシート１９の隙間より細いことが前提であって、シート１９の端部にＲ面１９ａを形成しキャリア１３とシート１９との隙間を大きくすることが可能である。
【００３４】
また、このとき、半導体チップ１１の裏面に接着させたシート１９は、金属板を使用してもよい。なぜなら、アンダーフィル材１６の粘度が高い場合には、充填時のアンダーフィル材１６の流圧が高くなりシート１９の平坦面を変形させてしまう可能性があるからだ。
【００３５】
次に、同様の方法で複数の半導体チップ１１を必要数だけキャリア１３に搭載させ、さらに各半導体チップ１１別に個片化させるため、図３（ｅ），（ｆ）に示すように、ダイシング装置１７によりキャリア１３を切断する。
【００３６】
最後に、図３（ｇ）に示すように、半導体チップ１１の裏面に接着されていたシート１９を除去する。ただし、外観上、および性能上問題ない場合は、シート１９を除去する必要はない。
【００３７】
このように、半導体装置の製造方法の実施形態２は、キャリア１３上に搭載した半導体チップ１１の裏面に、アンダーフィル材１６の流圧制御を可能にするシート１９を接着させることにより、半導体チップ１１が薄型化しても、従来の製造方法を変えることなく、同等の半導体装置の形状を得ることができる。かつ、シート１９の端部にＲ面１９ａを持たせることにより、アンダーフィル材１６を注入させるノズル２０の径の微細化を緩和させることも可能となる。
【００３８】
次に、図３（ａ）〜（ｇ）の半導体装置の製造方法にて製造された半導体装置の実施形態２について図４（ａ），（ｂ）を参照して説明する。なお、図３（ａ）〜（ｇ）の半導体装置の製造方法にて説明したと同一の構成要件には同一の符号を用い、共通の内容については省略する。
【００３９】
図４（ａ）に示すように、上面には配線１４が形成されたキャリア１３と、上面にキャリア１３の配線１４と対抗する位置にＡｕまたは半田からなるバンプ１２を形成した半導体チップ１１とが、Ａｇペースト１５を介して電気的に接続され、キャリア１３と半導体チップ１１との間にはエポキシ系樹脂からなるアンダーフィル材１６が充填され、半導体チップ１１の側面にフィレットを形成している。
【００４０】
また、図４（ｂ）に示すように、半導体チップ１１の側面にフィレット形状を形成したアンダーフィル材１６、特に半導体チップ１１の側面全部を覆っている部分において、そのアンダーフィル材１６の上面が半導体チップ１１の側面と接している部分は、裏面と同一面（同一の高さ）を形成し、かつアンダーフィル材１６上面の表面状態は研削傷などがない非常に滑らかな平面となっている。
【００４１】
また、本実施形態の半導体装置において、アンダーフィル材１６の上面の形状は、半導体チップ１１の側面と接している周囲数ミクロン程度が、半導体チップ１１の裏面と同一の高さを維持しているが、それ以降の残りアンダーフィル材１６の表面は、既に除去されているシート１９において、あらかじめ保持していたＲ面１９ａの形状に倣い、半導体チップ１１の裏面の高さより突出１６ａした形で形成されていることが特徴である。
【００４２】
もちろん、アンダーフィル材１６のフィレット幅の形成量によっては、前述の特徴ある突出１６ａの形状は形成されず、前記実施形態１と同等のフィレット形状を作ることもできる。これは、フィレット幅が、シート１９のＲ面１９ａの開始位置より半導体チップ１１側にある場合には、アンダーフィル材１６の上面は、半導体チップ１１の裏面と同一に形成されて止まり、先に示した特徴ある突出した形状が、この場合には形成されないためである。突出したアンダーフィル材１６部では、チップ積層などに支障をきたすと想定されるが、このようなＲ面１９ａを形成させたシート１９を用いても、フィレット幅の制御だけでアンダーフィル材１６の高さ調整を行うことにより、十分に課題回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、キャリアの配線形成面上にフェイスダウン方式で半導体チップを接続し、樹脂封止した半導体装置、およびその製造方法に適用され、特に半導体チップの上面にアンダーフィル材が流れることによって生じていた課題を解決するために用いて有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】（ａ）〜（ｇ）は、本発明に係る半導体装置の製造方法の実施形態１における工程を示す断面図
【図２】図１に示した製造方法によって得られた半導体装置であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図
【図３】（ａ）〜（ｇ）は、本発明に係る半導体装置の製造方法の実施形態２における工程を示す断面図
【図４】図３に示した製造方法によって得られた半導体装置であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図
【図５】（ａ）〜（ｇ）は従来の半導体装置の製造方法の工程を示す断面図
【図６】図５（ａ）〜（ｇ）の製造方法により製造された半導体装置であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図
【符号の説明】
【００４５】
１１  半導体チップ
１２  バンプ
１３  キャリア
１４  配線
１５  Ａｇペースト
１６  アンダーフィル材
１６ａ  突起
１７  ダイシング装置
１８  シートまたは金属板
１９  端部にＲ面（曲面部）を持ったシートまたは金属板
１９ａ  曲面部
２０  注入用ノズル
【図１】
2005129571.tif 000003
【図２】
2005129571.tif 000004
【図３】
2005129571.tif 000005
【図４】
2005129571.tif 000006
【図５】
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【図６】
2005129571.tif 000008